DE102011007279A1 - Charging device and associated operating method - Google Patents

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Dr. Schäflein Jochen
Dirk Naunheim
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung (1), insbesondere einen Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine, mit einer variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie (2) und einer Stelleinrichtung (3), welche die variable Turbinen- oder Verdichtergeometre (2) verstellt. Weiter weist die Stelleinrichtung (2) eine Mindestsollbegrenzung und/oder eine Höchstsollbegrenzung auf, die eine Mindestsolldurchströmung und/oder eine Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie (2) bestimmt. Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Mindestsollbegrenzung und/oder Höchstsollbegrenzung der Stelleinrichtung (3) einstellbar und insbesondere nachjustierbar sind/ist. Dadurch ist/sind insbesondere Abweichungen, beispielsweise durch Verschleiß verursacht, der Mindestsollbegrenzung und/oder Höchstsollbegrenzung der Stelleinrichtung (3) von der zugeordneten Mindestsolldurchströmung und/oder Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie (2) durch Anpassen der Mindestsollbegrenzung und/oder Höchstsollbegrenzung ausgleichbar. Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Ladeeinrichtung (1).The invention relates to a charging device (1), in particular an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, with a variable turbine or compressor geometry (2) and an actuating device (3) which adjusts the variable turbine or compressor geometry (2). Furthermore, the actuating device (2) has a minimum target limitation and / or a maximum target limitation which determines a minimum target flow and / or a maximum target flow of the variable turbine or compressor geometry (2). It is essential to the invention that the minimum target limit and / or maximum target limit of the actuating device (3) can be adjusted and in particular can be readjusted. As a result, deviations, for example caused by wear, of the minimum setpoint limit and / or maximum setpoint limit of the actuating device (3) from the assigned minimum setpoint flow rate and / or maximum setpoint flow rate of the variable turbine or compressor geometry (2) can be compensated for by adapting the minimum setpoint limit and / or maximum setpoint limit. The present invention further relates to a method for operating such a charging device (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung, insbesondere einen Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine, mit einer variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Ladeeinrichtung.The present invention relates to a charging device, in particular an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, with a variable turbine or compressor geometry according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a method for operating such a charging device.

Zur Leistungssteigerung einer Kraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine, weisen diese häufig eine Ladeeinrichtung, insbesondere einen Abgasturbolader, auf. Dabei wird ein Abgas der Brennkraftmaschine einer Turbine der Ladeeinrichtung zugeführt. Die Ladeeinrichtung weist weiter eine Welle auf, welche die Turbine mit einem Verdichter koppelt. Somit treibt das Abgas die Turbine an, welche durch die Welle den Verdichter antreibt, die ihrerseits eine der Brennkraftmaschine zuzuführende Luft verdichtet und somit die Leistung der Brennkraftmaschine erhöht. Zur Variation der Leistung der Ladeeinrichtung und insbesondere zur Erhöhung der Leistung der Ladeeinrichtung bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine, weist die Ladeeinrichtung üblicherweise eine variable Turbinen- oder Verdichtergeometrie mit Leitschaufeln auf, welche je nach Stellung einen Querschnitt für das antreibende Abgas zur Verfügung stellen. Die Stellung der Leitschaufeln wird dabei durch eine Stelleinrichtung verändert, die in der Regel mechanische Begrenzungen aufweist, die eine Mindestsolldurchströmung und eine Höchstsolldurchströmung des antreibenden Abgases bestimmen. Dabei haben diese Begrenzungen, insbesondere die Mindestsollbegrenzung und somit die Mindestsolldurchströmung, einen großen Einfluss auf die Leistung der Ladeeinrichtung. Nachteilig bei einer solchen Ladeeinrichtung ist, dass sich die mechanischen Begrenzungen, insbesondere durch Verschleiß, verändern. Dadurch wird die Leistung der Ladeeinrichtung verringert und/oder das Einstellen der Leitschaufeln unpräzise.To increase the performance of an engine, in particular an internal combustion engine, these often have a charging device, in particular an exhaust gas turbocharger on. In this case, an exhaust gas of the internal combustion engine is fed to a turbine of the charging device. The charging device further includes a shaft which couples the turbine to a compressor. Thus, the exhaust gas drives the turbine, which drives the compressor through the shaft, which in turn compresses an air to be supplied to the internal combustion engine and thus increases the power of the internal combustion engine. In order to vary the power of the charging device and in particular to increase the power of the charging device at low engine speeds, the charging device usually has a variable turbine or compressor geometry with guide vanes, which provide a cross section for the driving exhaust gas depending on the position. The position of the guide vanes is thereby changed by an adjusting device, which generally has mechanical limitations which determine a minimum nominal flow and a maximum nominal flow of the driving exhaust gas. These limits, in particular the minimum set limit and thus the minimum set flow, have a great influence on the performance of the charging device. A disadvantage of such a charging device is that the mechanical limitations, in particular due to wear, change. As a result, the performance of the charging device is reduced and / or the adjustment of the guide vanes imprecise.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Ladeeinrichtung der gattungsgemäßen Art, eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine präzise Einstellbarkeit der Leitschaufeln auszeichnet.The present invention therefore deals with the problem of providing a charging device of the generic type, an improved or at least alternative embodiment, which is characterized in particular by a precise adjustability of the guide vanes.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Ladeeinrichtung, insbesondere einem Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine, mit einer variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie und einer Stelleinrichtung, wobei die Stelleinrichtung die variable Turbinen- oder Verdichtergeometrie einstellt, und insbesondere eine Mindestbegrenzung aufweist, welche eine Mindestsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie für ein die Ladeeinrichtung antreibendes Abgas bestimmt, und/oder die Stelleinrichtung eine Höchstsollbegrenzung aufweist, welche eine Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie für das die Ladeeinrichtung antreibenden Abgas bestimmt, die Stelleinrichtung derart auszubilden, dass die Mindestsollbegrenzung und/oder die Höchstsollbegrenzung einstellbar ist/sind. Die Mindestsollbegrenzung und/oder die Höchstsollbegrenzung der Stelleinrichtung sind also insbesondere veränderbar und damit nachjustierbar. Dem Erfindungsgedanken entsprechend, weist die Stelleinrichtung einen Aktuator auf, mittels welchem die Leitschaufeln der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie bewegt werden. Die Stelleinrichtung ist nun derart ausgebildet, dass sie eine Stellung des Aktuators berücksichtigt, welche der Mindestsollbegrenzung und somit der Mindestsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie entspricht. Alternativ oder zusätzlich berücksichtigt die Stelleinrichtung eine andere Stellung des Aktuators welche der Höchstsollbegrenzung und somit der Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie entspricht. Dabei wird der Aktuator zwischen den beiden Stellungen bewegt und überschreitet diese nicht. Ist nur einer dieser Stellungen vorhanden, so wird diese Stellung entsprechend nicht überschritten. Die Stelleinrichtung ist weiter derart ausgebildet, dass benannte Grenzstellungen des Aktuators, einstellbar sind. Die Grenzstellungen sind also insbesondere veränderbar und somit beispielsweise bei Verschleiß nachjustierbar. Somit erlaubt die Stelleinrichtung insbesondere das Anpassen der jeweiligen Grenzstellungen an die erwünschte Mindestsolldurchströmung bzw. Höchstsolldurchströmung.The present invention is based on the general idea, in a charging device, in particular an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, with a variable turbine or compressor geometry and an adjusting device, wherein the adjusting device adjusts the variable turbine or compressor geometry, and in particular has a minimum limit, which a Mindestestsolldurchströmung the variable turbine or compressor geometry for an exhaust gas driving the charger determines and / or the actuator has a Höchstsollbegrenzung which determines a maximum nominal flow of the variable turbine or compressor geometry for the charger driving exhaust gas to form the actuator such that the minimum target limit and / or the maximum target limit is / are adjustable. The minimum target limitation and / or the maximum target limitation of the setting device are thus in particular changeable and thus readjustable. According to the idea of the invention, the adjusting device has an actuator, by means of which the guide vanes of the variable turbine or compressor geometry are moved. The adjusting device is now designed such that it takes into account a position of the actuator, which corresponds to the minimum setpoint limitation and thus the Mindestestsolldurchströmung the variable turbine or compressor geometry. Alternatively or additionally, the adjusting device takes into account a different position of the actuator which corresponds to the maximum setpoint limit and thus the maximum nominal flow rate of the variable turbine or compressor geometry. The actuator is moved between the two positions and does not exceed this. If only one of these positions is present, then this position is not exceeded accordingly. The adjusting device is further designed such that named limit positions of the actuator, are adjustable. The limit positions are therefore particularly variable and thus readjustable, for example, when worn. Thus, the adjusting device allows in particular the adaptation of the respective limit positions to the desired minimum nominal flow or maximum nominal flow.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Stelleinrichtung zusätzlich einen mechanischen Minimalanschlag auf, welcher eine Minimaldurchströmung der variablen Turbine- oder Verdichtergeometrie bestimmt. Dies ist beispielsweise durch einen Anschlag am Aktuator bzw. einem Aktuatorenhebel realisiert. Alternativ oder zusätzlich weist die Stelleinrichtung einen mechanischen Maximalanschlag auf, welcher eine Maximaldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie bestimmt. Dies ist insbesondere ebenfalls durch einen entsprechenden Anschlag am Aktuator bzw. am Aktuatorenhebel realisiert. Für den Minimalanschlag gilt dabei, dass er eine Minimaldurchströmung des die variable Turbinen- oder Verdichtergeometrie antreibenden Abgases bestimmt, wobei die Minimaldurchströmung die unterste Grenze der Mindestsolldurchströmung bestimmt. Entsprechend gilt für den Maximalanschlag, dass sie eine Maximaldurchströmung des die variable Turbinen- oder Verdichtergeometrie antreibenden Abgases bestimmt, wobei die Maximaldurchströmung eine oberste Grenze der Höchstsolldurchströmung bestimmt. Dies soll insbesondere gewährleisten, dass schädigende Stellungen der Leitschaufeln vermieden werden und/oder verhindern, dass die Ladeeinrichtung bzw. die Brennkraftmaschine schädigende Durchströmungen Durchströmungen erreicht werden.In a further embodiment, the adjusting device additionally has a mechanical minimum stop which determines a minimum flow of the variable turbine or compressor geometry. This is realized for example by a stop on the actuator or an actuator lever. Alternatively or additionally, the adjusting device has a mechanical maximum stop, which determines a maximum flow of the variable turbine or compressor geometry. This is in particular also realized by a corresponding stop on the actuator or on the actuator lever. For the minimum stop applies that he has a minimum flow of the determines variable turbine or compressor geometry driving exhaust gas, wherein the minimum flow determines the lowest limit of the Mindestestsolldurchströmung. Accordingly, for the maximum stop, it determines a maximum flow of the exhaust gas driving the variable turbine or compressor geometry, the maximum flow determining an uppermost limit of the maximum desired flow. This is intended in particular to ensure that damaging positions of the guide vanes are avoided and / or prevent the charging device or the internal combustion engine from damaging throughflows being achieved.

Die Stelleinrichtung kann nun entsprechend einer vorteilhaften Verwendung der Ladeeinrichtung und der beispielhaft aufgezeigten Ausführungsformen so programmiert sein, dass sie das im Folgenden beschriebene Betriebsverfahren realisieren kann.The adjusting device can now be programmed in accordance with an advantageous use of the charging device and the exemplified embodiments so that it can implement the operating method described below.

Bei dem Verfahren wird in einem ersten Schritt bei unterschiedlichen Stellungen der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometre eine zugehörige aerodynamische Mindestsolldurchströmung durch die variable Turbinen- oder Verdichtergeometrie bestimmt. Beim Verfahren kann dabei insbesondere die Stellung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie in vorgegebenen Schritten geändert und bei den jeweiligen Stellungen der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie eine entsprechende aerodynamische Mindestsolldurchströmung gemessen werden. Alternativ oder zusätzlich bestimmt das Verfahren eine aerodynamische Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie, wobei diese Bestimmung entsprechende der oberen Beschreibung gemessen werden kann. Nach dieser Bestimmung, ist man in der Lage, einem Zielwert der aerodynamischen Mindestsolldurchströmung einen korrespondierenden Einstellwert der Stelleinrichtung zuzuweisen. Entsprechend weist das Verfahren einem Zielwert der aerodynamischen Höchstsolldurchströmung einen entsprechenden korrespondierenden Einstellwert zu. Dabei entsprechen diese Einstellwerte der Mindestsollbegrenzung bzw. Höchstsollbegrenzung der Stelleinrichtung. Diese Einstellwerte und optional die entsprechenden Zielwerte werden nun bei einer selbsthemmenden Stelleinrichtung während bzw. nach dem Verbau der Ladeeinrichtung an einer Brennkraftmaschine, einem Steuergerät, insbesondere einem Motorsteuergerät, zugeführt. Dabei kann das Motorsteuergerät beispielsweise die entsprechenden Werte und optional die zugehörigen Zielwerte auslesen. Bei nicht selbsthemmenden Stelleinrichtungen ist es vorstellbar, die Einstellwerte und optional die zugehörigen Zielwerte mittels einer Markierung festzuhalten, um sie im weiteren Verlauf verwenden zu können. Als Beispiele für eine derartige Markierung sei hier auf ein Data-Matrix-Code (DMC) hingewiesen.In the method, in a first step at different positions of the variable turbine or compressor geometry, an associated minimum aerodynamic nominal flow rate is determined by the variable turbine or compressor geometry. In the method, in particular the position of the variable turbine or compressor geometry can be changed in predetermined steps and a corresponding minimum aerodynamic nominal flow can be measured at the respective positions of the variable turbine or compressor geometry. Alternatively or additionally, the method determines a maximum aerodynamic flow rate of the variable turbine or compressor geometry, which determination can be measured in accordance with the description above. After this determination, one is able to assign a target value of the minimum aerodynamic nominal flow to a corresponding setting value of the setting device. Accordingly, the method assigns a corresponding value to a target value of the maximum aerodynamic flow. These setting values correspond to the minimum set limit or maximum set limit of the setting device. These setting values and optionally the corresponding target values are now supplied to a combustion engine, a control unit, in particular an engine control unit, during a self-locking adjusting device during or after the installation of the charging device. In this case, the engine control unit can read, for example, the corresponding values and optionally the associated target values. In the case of non-self-locking actuating devices, it is conceivable to fix the setting values and optionally the associated target values by means of a marking in order to be able to use them in the further course. As examples of such a mark, reference is made here to a data matrix code (DMC).

Bei einer vorteilhaften Verwendung einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung, findet während des Betriebs der Brennkraftmaschine ein Vergleich zwischen der aerodynamischen Durchströmung und der dem aktuellen Einstellwert der Stelleinrichtung korrespondierenden Mindestsolldurchströmung statt. Dieser Soll-Ist-Wert-Vergleich kann dabei in regelmäßigen zeitlichen Abständen erfolgen oder alternativ durchgehend stattfinden. Entsprechend kann mit dem Verfahren auch ein Soll-Ist-Wert-Vergleich zwischen einem bei einem gegebenen Einstellwert gemessenen aerodynamischen Durchströmung und einer mit diesem Einstellwert korrespondierenden Höchstsolldurchströmung durchgeführt werden. Weicht die gemessene Durchströmung von der diesem Einstellwert zugewiesenen Mindestsolldurchströmung bzw. Höchstsolldurchströmung ab, so wird die Stellung der Stelleinrichtung so geändert, dass die gemessene Durchströmung der Mindestsolldurchströmung bzw. Höchstsolldurchströmung entspricht und diese Stellung wird als neuer Einstellwert festgehalten. Das Verfahren verändert also insbesondere die Mindestsollbegrenzung bzw. die Höchstsollbegrenzung der Stelleinrichtung. Somit ist nun insbesondere möglich, durch beispielsweise Verschleiß auftretende Abweichungen der Mindestsolldurchströmung und/oder der Höchstsolldurchströmung durch Anpassen der entsprechenden Mindestsollbegrenzung bzw. Höchstsollbegrenzung der Stelleinrichtung zu verhindern oder zumindest zu vermindern.In an advantageous use of a charging device according to the invention, takes place during operation of the internal combustion engine, a comparison between the aerodynamic flow and the minimum set flow corresponding to the current setting value of the adjusting device. This desired-actual-value comparison can take place at regular intervals or alternatively take place continuously. Correspondingly, the method can also be used to carry out a nominal / actual value comparison between an aerodynamic flow rate measured at a given setting value and a maximum nominal flow rate corresponding to this setting value. If the measured flow differs from the minimum desired flow or maximum nominal flow assigned to this setting value, then the position of the actuating device is changed so that the measured flow corresponds to the minimum nominal flow or maximum nominal flow and this position is recorded as the new setting value. The method therefore changes in particular the minimum set limit or the maximum set limit of the setting device. Thus, it is now possible in particular to prevent or at least reduce deviations of the minimum nominal flow and / or the maximum nominal flow occurring due to wear, for example, by adjusting the corresponding minimum nominal limit or maximum nominal limit of the adjusting device.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden/wird die Mindestsolldurchströmung und/oder die Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie abhängig von Kenngrößen der Ladeeinrichtung geändert. Als Beispiel für eine solche Kenngröße der Ladeeinrichtung sei hier auf eine Drehzahl einer Turbine der Ladeeinrichtung hingewiesen, die beispielsweise mittels eines Sensors gemessen werden kann. In diesem Fall ändert sich die Mindestsolldurchströmung bzw. Höchstsolldurchströmung und somit der zugehörige Einstellwert der Stelleinrichtung, also insbesondere die Mindestsollbegrenzung bzw. die Höchstsollbegrenzung, abhängig von der Drehzahl der Turbine. Das heißt unterschiedlichen Drehzahlen bzw. Drehzahlbereichen der Turbine werden verschiedene Mindestsolldurchströmungen bzw. Höchstsolldurchströmungen und somit Einstellwerte, insbesondere Mindestsollbegrenzungen bzw. die Höchstsollbegrenzungen, zugewiesen. Alternativ oder zusätzlich kann durch das Verfahren die Mindestsolldurchströmung und/oder die Höchstsolldurchströmung in Abhängigkeit von Kenngrößen der Brennkraftmaschine geändert werden. Als Beispiel für eine derartige Kenngröße der Brennkraftmaschine sei hier ein Ladedruck der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft hingewiesen. Dabei wird also insbesondere unterschiedlichen Ladedrücken bzw. Ladedruckbereichen verschiedene Mindestsolldurchströmungen bzw. Höchstsolldurchströmungen und somit Einstellwerte der Stelleinrichtung, insbesondere Mindestsollbegrenzungen bzw. die Höchstsollbegrenzungen, zugewiesen.In an advantageous embodiment of the method, the minimum nominal flow rate and / or the maximum nominal flow rate of the variable turbine or compressor geometry is / are changed depending on parameters of the charging device. As an example of such a characteristic of the charging device, reference is made here to a rotational speed of a turbine of the charging device, which can be measured for example by means of a sensor. In this case, the minimum nominal flow or maximum nominal flow and thus the associated setting value of the adjusting device, that is to say in particular the minimum set limit or the maximum set limit, changes depending on the rotational speed of the turbine. That is, different rotational speeds or rotational speed ranges of the turbine become different minimum nominal flows or maximum nominal flows and thus setting values, in particular Minimum Restrictions or Maximum Restrictions, assigned. Alternatively or additionally, the method allows the minimum nominal flow and / or the maximum nominal flow to be changed as a function of characteristic variables of the internal combustion engine. As an example of such a characteristic of the internal combustion engine, a charge pressure of the air supplied to the internal combustion engine should be pointed out here. In this case, different minimum nominal flows or maximum nominal flows and thus setting values of the setting device, in particular minimum set limits or the maximum set limits, are thus assigned in particular to different boost pressures or charge pressure ranges.

Die Mindestsolldurchströmung und/oder die Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie sowie die entsprechenden Einstellwerte der Stelleinrichtung sind bei einer vorteilhaften Ausführungsform in Form von Kennlinien bzw. Kennfeldern hinterlegt. Sind mehrere Mindestsolldurchströmungen und/oder Höchstsolldurchströmungen, beispielsweise in Abhängigkeit von Kenngrößen der Ladeeinrichtung und/oder der Brennkraftmaschine, vorhanden, so ist auch deren Hinterlegung in Form von Kennlinien bzw. Kennfeldern realisierbar. Dabei verläuft das Einstellen der Mindestsolldurchströmung bzw. Höchstsolldurchströmung mittels der Kennlinien bzw. Kennfeldern. Auch ist eine Zuführung der Mindestsolldurchströmung und/oder Höchstsolldurchströmung und der zugehörigen Einstellwerte an einem Steuergerät, insbesondere dem Motorsteuergerät, mittels der Kennlinien bzw. Kennfeldern möglich.The minimum nominal flow rate and / or the maximum nominal flow rate of the variable turbine or compressor geometry as well as the corresponding setting values of the adjusting device are stored in the form of characteristic curves or characteristic diagrams in an advantageous embodiment. If there are a plurality of minimum nominal flows and / or maximum nominal flows, for example as a function of characteristic variables of the charging device and / or of the internal combustion engine, their deposit can also be implemented in the form of characteristic curves or characteristic diagrams. In this case, the setting of the minimum nominal flow or maximum nominal flow through the characteristic curves or characteristic diagrams runs. It is also possible to supply the minimum desired flow rate and / or the maximum nominal flow rate and the associated setting values to a control device, in particular the engine control unit, by means of the characteristic curves or characteristic diagrams.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden die Kennlinien bzw. Kennfelder beim Durchlaufen vorgegebener Parameter der Brennkraftmaschine und/oder der Ladeeinrichtung bestimmt. Zweckmäßig ist eine derartige Bestimmung erstmalig bei einem Neuzustand der Ladeeinrichtung durchzuführen. Dabei werden bei unterschiedlichen Stellungen der variablen Turbinen oder Verdichtergeometrie, auch in Abhängigkeit von Kenngrößen der Ladeeinrichtung, Mindestsolldurchströmungen und/oder Höchstsolldurchströmungen gemessen und somit für Zielwerte der Mindestsolldurchströmung und/oder Höchstsolldurchströmung Einstellwerte der Stelleinrichtung bestimmt. Dieser Vorgang kann beispielsweise in regelmäßigen Abständen wiederholt werden, wobei die entsprechenden Kennlinien bzw. Kennfelder gegebenenfalls geändert werden. Hierbei können die Kennlinien bzw. Kennfelder alternativ oder zusätzlich eine Abhängigkeit von Kenngrößen der Brennkraftmaschine aufweisen. Das Verfahren dient insbesondere dem Zweck, eine beispielsweise durch Verschleiß auftretende Abweichung der Mindestsolldurchströmung und/oder Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie von dem entsprechenden Zielwert bzw. den entsprechenden Zielwerten, durch Anpassung der Mindestsollbegrenzung und/oder Höchstsollbegrenzung zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.In a further advantageous embodiment of the method, the characteristic curves or characteristics are determined when passing through predetermined parameters of the internal combustion engine and / or the charging device. Appropriately, such a determination is to be carried out for the first time at a new condition of the charging device. At different positions of the variable turbines or compressor geometry, as a function of characteristic variables of the charging device, minimum nominal flows and / or maximum nominal flows are measured and thus setting values of the adjusting device are determined for target values of the minimum nominal flow and / or maximum nominal flow. This process can be repeated, for example, at regular intervals, the corresponding characteristics or maps are changed if necessary. In this case, the characteristic curves or characteristic diagrams may alternatively or additionally have a dependence on parameters of the internal combustion engine. The method serves, in particular, for the purpose of avoiding or at least reducing, for example, a deviation of the minimum nominal flow and / or maximum nominal flow of the variable turbine or compressor geometry from the corresponding target value or the corresponding target values by adjusting the minimum target limitation and / or maximum target limitation.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch:It show, each schematically:

1 eine Draufsicht auf eine Ladeeinrichtung, 1 a top view of a charging device,

2 einen Flussdiagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a flowchart for explaining a method according to the invention.

Entsprechend der 1, weist eine Ladeeinrichtung 1 eine variable Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2 auf, welche von einer Stelleinrichtung 3 verstellt wird. Bei der hier gezeigten Ausführungsform, weist die Stelleinrichtung 3 einen Aktuator 4 auf, welcher mittels eines Aktuatorhebels 5 mit der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2 gekoppelt ist. Die Stelleinrichtung 3 ist weiter durch einen Stellhebel 6 mit dem Aktuator 4 verbunden, womit die Stelleinrichtung 3 eine Bewegung des Aktuators 4 auf die variable Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2 überträgt. Diese Bewegung führt zu einer Drehung von Leitschaufeln der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2, wobei die Leitschaufeln durch ihre Stellung die Durchströmung eines die Ladeeinrichtung 1 antreibenden Abgases bestimmen. Die Stelleinrichtung 3 ist weiter derart ausgebildet, dass sie eine Mindestsollbegrenzung aufweist, welche eine Mindestsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2 bestimmt. Zusätzlich weist die Stelleinrichtung 3 eine Höchstsollbegrenzung auf, welche eine Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2 bestimmt. Die Stelleinrichtung 3 ist weiter derart ausgebildet, dass die Mindestsollbegrenzung und die Höchstsollbegrenzung variabel einstellbar sind. Die Mindestsollbegrenzung und die Höchstsollbegrenzung der Stelleinrichtung 3 sind also insbesondere nachjustierbar, womit beispielsweise eine Anpassung der Mindestsollbegrenzung und der Höchstsollbegrenzung an vorgegebene Mindestsolldurchströmungen bzw. Höchstsolldurchströmungen realisiert ist. Die Stelleinrichtung 3 der Ladeeinrichtung 1 ist also insbesondere in der Lage, durch Verschleiß auftretende Abweichungen der Mindestsollbegrenzung und der Höchstsollbegrenzung von den zugehörigen Mindestsolldurchströmung und Höchstsolldurchströmung auszugleichen.According to the 1 , has a charging device 1 a variable turbine or compressor geometry 2 on which of a setting device 3 is adjusted. In the embodiment shown here, the adjusting device 3 an actuator 4 on, which by means of an actuator lever 5 with the variable turbine or compressor geometry 2 is coupled. The adjusting device 3 is further by a lever 6 with the actuator 4 connected, bringing the actuator 3 a movement of the actuator 4 on the variable turbine or compressor geometry 2 transfers. This movement results in rotation of vanes of variable turbine or compressor geometry 2 , wherein the guide vanes by their position, the flow through a charging device 1 determine driving exhaust gas. The adjusting device 3 is further configured to have a minimum set limit which is a minimum set flow through the variable turbine or compressor geometry 2 certainly. In addition, the adjusting device 3 a maximum setpoint limit, which is a maximum nominal flow rate of the variable turbine or compressor geometry 2 certainly. The adjusting device 3 is further designed such that the minimum setpoint limit and the maximum setpoint limit are variably adjustable. The minimum rate limit and the maximum rate limit of the parking facility 3 Thus, in particular, they can be readjusted, with which, for example, an adaptation of the minimum setpoint limitation and the maximum setpoint limitation to predetermined minimum setpoint flows or maximum setpoint flows is realized. The adjusting device 3 the charging device 1 In particular, it is thus able to compensate for deviations of the minimum setpoint limitation and the maximum setpoint limitation caused by wear from the associated minimum set flow rate and maximum setpoint flow rate.

Zur Realisierung einer solchen Anpassung der Mindestsollbegrenzung und der Höchstsollbegrenzung der Stelleinrichtung 3 an die Mindestsolldurchströmung und Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2 wird bei einer vorteilhaften Ausführungsform entsprechend 2 verfahren.To realize such an adjustment of the minimum rate limit and the maximum rate limit of the setting device 3 to the minimum nominal flow rate and maximum nominal flow rate of the variable turbine or compressor geometry 2 will be according to an advantageous embodiment 2 method.

Das erfindungsgemäße Verfahren startet in einem Ausgangspunkt 7 und führt zu einem Vergleichsabschnitt 8. Im Vergleichsabschnitt 8 erfolgt ein Vergleich zwischen einer aktuell gemessen aerodynamischen Durchströmung der variablen Turbinen oder Verdichtergeometrie 2 mit der dem aktuellen Einstellwert der Stelleinrichtung 3 zugeordneten Zielwert der Mindestsolldurchströmung bzw. Höchstsolldurchströmung. Es wird also insbesondere verglichen, ob eine dem aktuellen Einstellwert der Stelleinrichtung 3 zugeordnete Mindestsolldurchströmung bzw. Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2, der bei diesem Einstellwert gemessenen aerodynamischen Durchströmung entspricht. Bei einer Abweichung der aktuell gemessen aerodynamischen Durchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2 von der dem aktuellen Einstellwert der Stelleinrichtung 3 zugeordneten Zielwert der Mindestsolldurchströmung bzw. Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2, wird in einem Operationsschritt 9 der aktuelle Einstellwert der Stelleinrichtung 3 geändert bis eine Anpassung der gemessenen aerodynamischen Durchströmung der variablen Turbinen oder Verdichtergeometrie 2 an den Zielwert der Mindestsolldurchströmung bzw. Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen oder Verdichtergeometrie 2 erreicht ist. Anschließend wird die nach der Anpassung erreichte Stellung der Stelleinrichtung 3, als neuer Einstellwert der Stelleinrichtung 3 der Mindestsolldurchströmung bzw. Höchstsolldurchstromung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2 zugeordnet und festgehalten. Die Änderungen der Stellung der Stelleinrichtung 3 können dabei stufenlos oder gestuft erfolgen. Die jeweiligen Stufen der Änderungen können dabei insbesondere von der Abweichung zwischen der aktuell gemessenen aerodynamischen Durchströmung und der Mindestsolldurchströmung bzw. Höchstsolldurchströmung abhängen. Auch sind Änderungen in Abhängigkeit von äußeren Parameter, insbesondere von Parameter einer die Ladeeinrichtung 1 antreibenden Brennkraftmaschine, vorstellbar.The method according to the invention starts at a starting point 7 and leads to a comparison section 8th , In the comparison section 8th a comparison is made between a currently measured aerodynamic flow of the variable turbines or compressor geometry 2 with the current setting of the actuator 3 associated target value of the minimum nominal flow or maximum nominal flow. It is therefore compared in particular whether a current setting value of the adjusting device 3 assigned minimum nominal flow or maximum nominal flow of the variable turbine or compressor geometry 2 which corresponds to aerodynamic flow measured at this set value. For a deviation of the currently measured aerodynamic flow through the variable turbine or compressor geometry 2 from the current setting of the actuator 3 associated target value of the minimum nominal flow or maximum nominal flow of the variable turbine or compressor geometry 2 , becomes in an operation step 9 the current setting of the actuator 3 changed until an adjustment of the measured aerodynamic flow of variable turbines or compressor geometry 2 to the target value of the minimum nominal flow or maximum nominal flow of the variable turbines or compressor geometry 2 is reached. Subsequently, the reached after the adjustment position of the adjusting device 3 , as a new setting value of the actuator 3 the minimum nominal flow rate or maximum nominal flow rate of the variable turbine or compressor geometry 2 assigned and recorded. Changes of position of the adjusting device 3 can be stepless or stepped. The respective stages of the changes may depend in particular on the deviation between the currently measured aerodynamic flow and the minimum desired flow or maximum nominal flow. Also, changes are dependent on external parameters, in particular parameters of the charging device 1 driving internal combustion engine, conceivable.

Weiter ist es sinnvoll, eine Anpassung des Einstellwertes der Stelleinrichtung 3 vorzunehmen, wenn eine Sollabweichung zwischen der aktuell gemessen aerodynamischen Durchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2 von der diesem Einstellwert zugeordneten Mindestsolldurchströmung bzw. Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2 festgestellt wird. Dadurch wird insbesondere eine häufige Anpassung des Einstellwerts der Stelleinrichtung 3 vermieden und ein eventuell durch die Brennkraftmaschine auftretendes oszillierendes Verhalten berücksichtigt. Nach der Durchführung vom Operationsschritt 9 kehrt das Verfahren zum Ausgangspunkt 7 zurück und das Verfahren wird wiederholt. Wird im Vergleichsabschnitt 8 keine Abweichung zwischen der aktuell gemessenen aerodynamischen Durchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2 und der dem aktuellen Einstellwert zugeordneten Mindestsolldurchströmung bzw. Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2 festgestellt bzw. liegt die Abweichung unterhalb der Sollabweichung, so kehrt das Verfahren zum Ausgangspunkt 7 zurück und das Verfahren wird wiederholt.Furthermore, it makes sense to adapt the setting value of the setting device 3 when a target deviation between the currently measured aerodynamic flow of the variable turbine or compressor geometry 2 from the minimum set flow rate or maximum set flow rate of the variable turbine or compressor geometry assigned to this set value 2 is detected. As a result, in particular, a frequent adaptation of the setting value of the adjusting device 3 avoided and considered any occurring by the internal combustion engine oscillating behavior. After performing the operation step 9 the procedure returns to the starting point 7 back and the procedure is repeated. Will in the comparison section 8th no deviation between the currently measured aerodynamic flow of the variable turbine or compressor geometry 2 and the minimum set flow rate or maximum set flow rate of the variable turbine or compressor geometry associated with the current setpoint 2 if the deviation is below the nominal deviation, the method returns to the starting point 7 back and the procedure is repeated.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Anpassung des Einstellwertes der Stelleinrichtung 3 an die Mindestsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2 und die Anpassung des Einstellwertes der Stelleinrichtung 3 an die Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen- oder Verdichtergeometrie 2 jeweils in separaten Operationsschritten ablaufen können und zum gleichen Ergebnis führen. Solch ein Verfahren ist daher ebenfalls Umfang dieser Erfindung.It should be noted that the adjustment of the setting value of the adjusting device 3 to the minimum nominal flow rate of the variable turbine or compressor geometry 2 and the adjustment of the setting value of the adjusting device 3 to the maximum nominal flow rate of the variable turbine or compressor geometry 2 can each run in separate operation steps and lead to the same result. Such a method is therefore also scope of this invention.

Claims (9)

Ladeeinrichtung (1), insbesondere ein Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine, mit einer variablen Turbinen-Nerdichtergeometrie (2) und einer Stelleinrichtung (3) zum Verstellen derselben Turbinen-/Verdichtergeometrie (2), – wobei die Stelleinrichtung (3) eine Mindestsollbegrenzung aufweist, die eine Mindestsolldurchströmung der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie (2) für ein die Ladeeinrichtung (1) antreibendes (Ab-)Gas bestimmt, und/oder – wobei die Stelleinrichtung (3) eine Höchstsollbegrenzung aufweist, die eine Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie (2) für das die Ladeeinrichtung (1) antreibende (Ab-)Gas bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (3) derart ausgebildet ist, dass die Mindestsollbegrenzung der Stelleinrichtung (3) und/oder die Höchstsollbegrenzung der Stelleinrichtung (3) variabel einstellbar und insbesondere nachjustierbar sind/ist.Charging device ( 1 ), in particular an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, with a variable turbine Nerdichtergeometrie ( 2 ) and an actuating device ( 3 ) for adjusting the same turbine / compressor geometry ( 2 ), - whereby the adjusting device ( 3 ) has a minimum target limitation, which defines a minimum nominal flow rate of the variable turbine / compressor geometry ( 2 ) for a charging device ( 1 ) driving (off) gas determined, and / or - wherein the adjusting device ( 3 ) has a maximum target limitation, which defines a maximum nominal flow rate of the variable turbine / compressor geometry ( 2 ) for which the charging device ( 1 ) driving (off) gas, characterized in that the adjusting device ( 3 ) is designed such that the minimum set limit of the adjusting device ( 3 ) and / or the maximum limit of the setting device ( 3 ) are variably adjustable and in particular are readjustable / is. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (3) einen Aktuator (4) aufweist.Charging device according to claim 1, characterized in that the adjusting device ( 3 ) an actuator ( 4 ) having. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (3) zusätzlich – einen mechanischen Minimalanschlag aufweist, der eine Minimaldurchströmung der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie (2) für das die Ladeeinrichtung (1) antreibende (Ab-)Gas bestimmt, und/oder – einen mechanischen Maximalanschlag aufweist, der eine Maximaldurchströmung der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie (2) für das die Ladeeinrichtung (1) antreibende (Ab-)Gas bestimmt.Charging device according to claim 1 or 2, characterized in that the adjusting device ( 3 ) additionally - has a mechanical minimum stop, which is a minimum flow of the variable turbine / Compressor geometry ( 2 ) for which the charging device ( 1 ) determines (exhaust) gas, and / or - has a mechanical maximum stop, the maximum flow of the variable turbine / compressor geometry ( 2 ) for which the charging device ( 1 ) driving (off) gas determined. Verfahren zum Betreiben/Einstellen einer Ladeeinrichtung (1), insbesondere eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine, mit einer variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie (2), bei dem – eine aerodynamische Mindestsolldurchströmung und/oder eine aerodynamische Höchstsolldurchströmung durch die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie (2) bei unterschiedlichen Stellungen einer die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie (2) verstellenden Stelleinrichtung (3) gemessen wird, – mit einem Zielwert der aerodynamischen Mindestsolldurchströmung und/oder Höchstsolldurchströmung korrespondierende Einstellwerte der Stelleinrichtung (3) ermittelt werden, – die Einstellwerte bei selbsthemmenden Stelleinrichtungen (3) nach dem Verbau der Ladeeinrichtung (1) an einer Brennkraftmaschine mittels eines Motorsteuergeräts ausgelesen werden, oder – die Einstellwerte bei nicht selbsthemmenden Stelleinrichtungen (3) mittels einer Markierung festgehalten werden, – während des Betriebs ein Soll-Ist-Wert Vergleich bezüglich dem mit der aerodynamischen Mindestsolldurchströmung und/oder Höchstsolldurchströmung korrespondierende Einstellwerte durchgeführt wird, – bei einer vordefinierten Soll-Ist-Wertabweichung die Stelleinrichtung (3) in Abhängigkeit der Abweichung nachgestellt wird.Method for operating / adjusting a charging device ( 1 ), in particular an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, with a variable turbine / compressor geometry ( 2 ), in which - a minimum aerodynamic nominal flow and / or a maximum aerodynamic flow through the variable turbine / compressor geometry ( 2 ) at different positions of the variable turbine / compressor geometry ( 2 ) adjusting adjusting device ( 3 ), - setting values of the adjusting device corresponding to a target value of the minimum aerodynamic nominal flow and / or maximum nominal flow ( 3 ), - the setting values for self-locking actuating devices ( 3 ) after the installation of the charging device ( 1 ) are read on an internal combustion engine by means of an engine control unit, or - the setting values for non-self-locking actuating devices ( 3 ) are recorded by means of a marking, - during the operation, a target-actual-value comparison is carried out with respect to the set values corresponding to the minimum aerodynamic nominal flow and / or maximum nominal flow, - with a predefined target-actual value deviation, the actuating device ( 3 ) is adjusted as a function of the deviation. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindestsolldurchströmung der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie (2) abhängig von Kenngrößen der Brennkraftmaschine und/oder der Ladeeinrichtung (1), insbesondere einer Drehzahl einer Turbine der Ladeeinrichtung (1), geändert wird.Method according to claim 4, characterized in that the minimum nominal flow rate of the variable turbine / compressor geometry ( 2 ) depending on parameters of the internal combustion engine and / or the charging device ( 1 ), in particular a rotational speed of a turbine of the charging device ( 1 ), will be changed. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie (2) abhängig von Kenngrößen der Brennkraftmaschine und/oder der Ladeeinrichtung (1), insbesondere der Drehzahl der Turbine der Ladeeinrichtung (1), geändert wird.Method according to claim 4 or 5, characterized in that the maximum nominal flow rate of the variable turbine / compressor geometry ( 2 ) depending on parameters of the internal combustion engine and / or the charging device ( 1 ), in particular the speed of the turbine of the charging device ( 1 ), will be changed. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die entsprechenden Kenngrößen und die zugehörige Mindestsolldurchströmung der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie (2) und/oder die Höchstsolldurchströmung der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie (2) aus zugehörigen Kennlinien bzw. Kennfeldern entnommen werden.Method according to one of claims 4 to 6, characterized in that the corresponding parameters and the associated Mindestestsolldurchströmung the variable turbine / compressor geometry ( 2 ) and / or the maximum nominal flow rate of the variable turbine / compressor geometry ( 2 ) are taken from associated characteristic curves or characteristic diagrams. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinien bzw. Kennfelder beim Durchlaufen vorgegebener Parameter der Brennkraftmaschine und/oder der Ladeeinrichtung (1) bestimmbar sind, wodurch die entsprechenden Mindestsolldurchströmungen und/oder Höchstsolldurchströmungen variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie (2) ebenfalls bestimmt werden.A method according to claim 7, characterized in that the characteristic curves or characteristic maps when passing predetermined parameters of the internal combustion engine and / or the charging device ( 1 ), whereby the corresponding minimum nominal flows and / or maximum nominal flows of variable turbine / compressor geometry ( 2 ) can also be determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellwerte bei nicht selbsthemmenden Stelleinrichtungen (3) mittels einer Farbmarkierung oder einem Data-Matrix-Code (DMC) festgehalten werden.Method according to one of Claims 4 to 8, characterized in that the setting values for non-self-locking actuating devices ( 3 ) are recorded by means of a color mark or a data matrix code (DMC).
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